JP2013124084A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、エンジンと、発電機と、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸と発電機の回転軸の3軸に3つの回転要素が連結された遊星歯車機構と、駆動軸に接続された電動機と、発電機を駆動するための発電機用インバータと、電動機を駆動するための電動機用インバータと、バッテリと、バッテリが接続されたバッテリ電圧系と発電機用インバータおよび電動機用インバータが接続された駆動電圧系とに接続されて駆動電圧系の電圧をバッテリ電圧系の電圧以上に調整すると共にバッテリ電圧系と駆動電圧系との間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータと、バッテリの充放電を伴って走行するようエンジンの運転ポイントと電動機のトルク指令と発電機のトルク指令と駆動電圧系の電圧を設定してエンジンと電動機と発電機と昇圧コンバータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more specifically, a planetary gear in which three rotating elements are connected to three axes of an engine, a generator, a drive shaft connected to the axle, an output shaft of the engine, and a rotating shaft of the generator. Mechanism, electric motor connected to drive shaft, generator inverter for driving generator, motor inverter for driving motor, battery, battery voltage system and generator connected to battery Connected to the drive voltage system to which the inverter for the motor and the inverter for the motor are connected to adjust the voltage of the drive voltage system to be higher than the voltage of the battery voltage system and exchange power between the battery voltage system and the drive voltage system Boost converter, engine operating point, motor torque command, generator torque command and drive voltage system voltage to drive with battery charge / discharge Control means for controlling the boost converter and the engine and the electric motor and a generator Te, relates to a hybrid vehicle equipped with.
従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、モータMG1と、車軸に連結された駆動軸とエンジンのクランクシャフトとモータMG1の回転軸とにリングギヤとキャリアとサンギヤとが各々接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に減速機を介して接続されたモータMG2と、モータMG1を駆動するインバータと、モータMG2を駆動するインバータと、モータMG1,MG2のインバータに接続されたバッテリと、を備えるハイブリッド車において、車両が力行状態であるときや車両が回生状態で回生電力をバッテリへ充電することができない状態のときには、要求動力がモータMG2から出力されるようインバータを制御すると共に、モータMG1に対して弱め界磁処理を行なうようモータMG1のインバータを制御し、モータMG1からの逆起電圧がバッテリからの供給電圧よりも高い状態で車両が回生状態であり且つバッテリが蓄電可能である第2状態のときには、回生トルクがモータMG2から出力されるようモータMG2のインバータを制御すると共に、ゲート遮断するようモータMG1のインバータを制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車では、第2状態では、モータ走行中にモータMG1のインバータをゲート遮断することにより、モータMG1の弱め界磁処理を行なわずに電力消費を抑えると共に、モータMG1で生じた逆起電力をバッテリに蓄電し、全体として車両のエネルギ効率を向上させている。 Conventionally, this type of hybrid vehicle includes an engine, a motor MG1, a planetary gear in which a ring gear, a carrier, and a sun gear are respectively connected to a drive shaft coupled to the axle, an engine crankshaft, and a rotation shaft of the motor MG1. In a hybrid vehicle comprising a motor MG2 connected to a drive shaft via a speed reducer, an inverter driving motor MG1, an inverter driving motor MG2, and a battery connected to the inverters of motors MG1 and MG2. When the vehicle is in a power running state or when the vehicle is in a regenerative state and the regenerative power cannot be charged to the battery, the inverter is controlled so that the required power is output from the motor MG2, and the motor MG1 is weakened. The motor MG1 inverter is controlled to perform field processing, and the motor is In the second state where the back electromotive voltage from MG1 is higher than the supply voltage from the battery and the vehicle is in the regenerative state and the battery can be charged, the inverter of the motor MG2 outputs the regenerative torque from the motor MG2. Have been proposed that control the inverter of the motor MG1 so as to shut off the gate (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, in the second state, the gate of the inverter of the motor MG1 is shut off while the motor is running, so that the power consumption is reduced without performing the field weakening process of the motor MG1, and the counter electromotive force generated in the motor MG1. Is stored in the battery to improve the energy efficiency of the vehicle as a whole.
上述のハイブリッド車では、モータ走行中に車両が力行状態のときにはモータMG1のインバータのゲート遮断を行なわないため、モータ走行中に車両が力行状態のときにモータMG1のインバータをゲート遮断することによる車両のエネルギ効率の向上を図ることができない。一方、モータ走行中に車両が力行状態のときにモータMG1のインバータをゲート遮断することが必ずしも車両のエネルギ効率を向上させるものになるとは限らず、ゲート遮断しない方が車両のエネルギ効率を向上させる場合もある。 In the hybrid vehicle described above, the gate of the inverter of the motor MG1 is not shut off when the vehicle is in a power running state while the motor is running. Therefore, the vehicle by gate shutting off the inverter of the motor MG1 when the vehicle is in a power running state while the motor is running. The energy efficiency cannot be improved. On the other hand, when the vehicle is in a power running state while the motor is running, shutting off the inverter of the motor MG1 does not necessarily improve the energy efficiency of the vehicle, and not cutting off the gate improves the energy efficiency of the vehicle. In some cases.
本発明のハイブリッド車は、モータ走行中に発電機の逆起電圧が発電機用インバータに供給されている電圧よりも高いときに車両が力行状態であるときでも、発電機用インバータをゲート遮断して車両のエネルギ効率の向上を図ることを主目的とする。 The hybrid vehicle of the present invention gates the generator inverter even when the vehicle is in a power running state when the counter electromotive voltage of the generator is higher than the voltage supplied to the generator inverter while the motor is running. The main purpose is to improve the energy efficiency of the vehicle.
本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド車は、
エンジンと、発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸の3軸に3つの回転要素が連結された遊星歯車機構と、前記駆動軸に接続された電動機と、前記発電機を駆動するための発電機用インバータと、前記電動機を駆動するための電動機用インバータと、バッテリと、前記バッテリが接続されたバッテリ電圧系と前記発電機用インバータおよび前記電動機用インバータが接続された駆動電圧系とに接続されて前記駆動電圧系の電圧を前記バッテリ電圧系の電圧以上に調整すると共に前記バッテリ電圧系と前記駆動電圧系との間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータと、前記バッテリの充放電を伴って走行するよう前記エンジンの運転ポイントと前記電動機のトルク指令と前記発電機のトルク指令と前記駆動電圧系の電圧を設定して前記エンジンと前記電動機と前記発電機と前記昇圧コンバータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車において、
前記制御手段は、
前記電動機からの動力だけで走行している最中に前記発電機の逆起電圧が前記駆動電圧系の電圧よりも高いとき、
車両が回生状態であると共に前記バッテリが充電可能な状態であるときには、前記発電機用インバータをゲート遮断するよう該発電機用インバータを制御し、
車両は回生状態であるが前記バッテリは充電可能な状態ではないときには、前記発電機が弱め界磁処理されるよう前記発電機用インバータを制御し、
車両が力行状態であるときには、前記駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧に昇圧することによって増加する消費電力としての増加電力と前記発電機用インバータをゲート遮断することにより減少する消費電力としての減少電力との和として判定用電力を計算し、前記前記判定用電力が値0未満となるときには前記駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧となるよう前記昇圧コンバータを制御すると共に前記発電機用インバータをゲート遮断するよう前記発電機用インバータを制御し、前記前記判定用電力が値0以上となるときには前記発電機が弱め界磁処理されるよう前記発電機用インバータを制御する、
手段である、
ことを特徴とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An engine, a generator, a drive shaft connected to an axle, a planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to three axes of an output shaft of the engine and a rotating shaft of the generator, and connected to the drive shaft A motor, an inverter for a generator for driving the generator, an inverter for a motor for driving the motor, a battery, a battery voltage system to which the battery is connected, the inverter for the generator, and the Connected to a drive voltage system to which an inverter for an electric motor is connected, adjusts the voltage of the drive voltage system to be higher than the voltage of the battery voltage system, and exchanges power between the battery voltage system and the drive voltage system. A boost converter to perform, an operation point of the engine, a torque command of the motor, and a torque command of the generator so as to travel with charging and discharging of the battery In the hybrid vehicle by setting the voltage of the serial driving voltage system and a control means for controlling said boost converter and the generator and the engine and the electric motor,
The control means includes
When the counter electromotive voltage of the generator is higher than the voltage of the drive voltage system while traveling only with power from the electric motor,
When the vehicle is in a regenerative state and the battery is in a chargeable state, the generator inverter is controlled to gate the generator inverter;
When the vehicle is in a regenerative state but the battery is not in a rechargeable state, the generator inverter is controlled to be subjected to field-weakening processing,
When the vehicle is in a power running state, the increased power as the power consumption increased by boosting the voltage of the drive voltage system to a voltage that can be gated off, and the consumption reduced by gate shutting off the generator inverter The determination power is calculated as the sum of the reduced power as the power, and the boost converter is controlled so that the voltage of the drive voltage system can be cut off when the determination power is less than 0. And the generator inverter is controlled so that the generator inverter is gate-cut, and the generator inverter is subjected to field-weakening processing when the power for determination becomes 0 or more. Control,
Means,
It is characterized by that.
この本発明のハイブリッド車では、電動機からの動力だけで走行している最中に発電機の逆起電圧が発電機用インバーや電動機用インバータが接続された駆動電圧系の電圧よりも高いときには、以下のように場合分けして制御する。(1)車両が回生状態であると共にバッテリが充電可能な状態であるときには、発電機用インバータをゲート遮断するよう発電機用インバータを制御する。この場合、電動機の制御や昇圧コンバータの制御は変更されずに継続される。(2)車両は回生状態であるがバッテリは充電可能な状態ではないときには、発電機が弱め界磁処理されるよう発電機用インバータを制御する。この場合も、電動機の制御や昇圧コンバータの制御は変更されずに継続される。(3)車両が力行状態であるときには、駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧に昇圧することによって増加する消費電力としての増加電力と発電機用インバータをゲート遮断することにより減少する消費電力としての減少電力との和として判定用電力を計算し、更に場合分けして制御する。(3−1)判定用電力が値0未満となるときには駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧となるよう昇圧コンバータを制御すると共に発電機用インバータをゲート遮断するよう発電機用インバータを制御する。この場合、電動機の制御は変更されずに継続される。(3−2)判定用電力が値0以上となるときには発電機が弱め界磁処理されるよう発電機用インバータを制御する。この場合、電動機の制御や昇圧コンバータの制御は変更されずに継続される。このように、電動機からの動力だけで走行している最中に発電機の逆起電圧が発電機用インバーや電動機用インバータが接続された駆動電圧系の電圧よりも高いときに車両が力行状態であるときであっても、判定用電力が値0未満となるときには駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧となるよう昇圧コンバータを制御すると共に発電機用インバータをゲート遮断するよう発電機用インバータを制御することにより、こうした制御を行なわないものに比して、車両のエネルギ効率を向上させることができる。また、電動機からの動力だけで走行している最中に発電機の逆起電圧が発電機用インバーや電動機用インバータが接続された駆動電圧系の電圧よりも高いときに車両が力行状態であるときに、判定用電力が値0以上となるときには発電機が弱め界磁処理されるよう発電機用インバータを制御することにより、判定用電力が値0以上となるときに駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧となるよう昇圧コンバータを制御すると共に発電機用インバータをゲート遮断するよう発電機用インバータを制御することによる車両のエネルギ効率の低下を抑制することができる。ここで、「車両が回生状態である」とは、電動機および発電機により全体として車両に制動力を作用させている状態を意味しており、「車両が力行状態である」とは、電動機および発電機により全体として車両に駆動力を作用させている状態を意味している。また、「増加電力」は増加する場合を正の値とし、「減少電力」は減少する場合を負の値としている。したがって、「判定用電力」が正の値のときには全体として消費電力が増加することになり、「判定用電力」が負の値のときには全体として消費電力が減少することになる。 In this hybrid vehicle of the present invention, when the back electromotive force of the generator is higher than the voltage of the drive voltage system to which the invar for the generator and the inverter for the motor are connected while traveling only with the power from the motor, Control according to the case as follows. (1) When the vehicle is in a regenerative state and the battery is in a chargeable state, the generator inverter is controlled so as to shut off the generator inverter. In this case, the control of the electric motor and the control of the boost converter are continued without being changed. (2) When the vehicle is in a regenerative state but the battery is not in a rechargeable state, the generator inverter is controlled so that the generator is subjected to field-weakening processing. Also in this case, the control of the electric motor and the control of the boost converter are continued without being changed. (3) When the vehicle is in a power running state, it decreases by increasing the power consumption as the power consumption increased by boosting the voltage of the drive voltage system to a voltage that can shut off the gate and by shutting off the generator inverter. The determination power is calculated as the sum of the reduced power as the power consumption, and the control is further performed for each case. (3-1) When the determination power is less than 0, the boost converter is controlled so that the voltage of the drive voltage system can be cut off, and the generator inverter is turned off. To control. In this case, the control of the electric motor is continued without being changed. (3-2) When the electric power for determination becomes 0 or more, the generator inverter is controlled so that the generator is subjected to field-weakening processing. In this case, the control of the electric motor and the control of the boost converter are continued without being changed. In this way, the vehicle is in a power running state when the counter electromotive voltage of the generator is higher than the voltage of the drive voltage system to which the invar for the generator or the inverter for the motor is connected while traveling only with the power from the electric motor. Even when the determination power is less than 0, the boost converter is controlled so that the voltage of the drive voltage system can be gated and the generator inverter is gated. By controlling the machine inverter, it is possible to improve the energy efficiency of the vehicle as compared with the case where such control is not performed. Further, the vehicle is in a power running state when the back electromotive force of the generator is higher than the voltage of the drive voltage system to which the invar for the generator or the inverter for the motor is connected while traveling only with the power from the motor. Sometimes, when the determination power becomes 0 or more, the generator inverter is controlled so that the generator is subjected to field-weakening processing, so that when the determination power becomes 0 or more, the voltage of the drive voltage system is reduced. It is possible to suppress a decrease in the energy efficiency of the vehicle due to controlling the boost converter so as to obtain a voltage that can shut off the gate, and controlling the generator inverter so as to gate the generator inverter. Here, “the vehicle is in a regenerative state” means a state where a braking force is applied to the vehicle as a whole by the electric motor and the generator, and “the vehicle is in a power running state” means that the electric motor and It means a state in which a driving force is applied to the vehicle as a whole by the generator. Further, “increased power” has a positive value when increasing, and “decreasing power” has a negative value when decreasing. Therefore, when “determination power” is a positive value, the power consumption increases as a whole, and when “determination power” is a negative value, the power consumption decreases as a whole.
また、「増加電力」は、発電機用インバータをゲート遮断することができる電圧から駆動電圧系の電圧として設定されている電圧を減じて得られる差電圧が大きいほど大きくなる傾向に且つ昇圧コンバータを流れる電流が大きいほど大きくなる傾向に設定されたマップを用いて得られるものとし、「減少電力」は、発電機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に設定されたマップを用いて得られるものとすることができる。このようなマップは、エンジンや発電機,電動機,遊星歯車機構,昇圧コンバータ,発電機用インバータ,電動機用インバータなどの諸元を定め、実験などを行なって定めることができる。 “Increased power” tends to increase as the difference voltage obtained by subtracting the voltage set as the drive voltage system voltage from the voltage that can shut off the inverter for the generator increases. It can be obtained using a map set to increase as the flowing current increases, and “reduced power” can be obtained using a map set to increase as the number of revolutions of the generator increases. can do. Such a map can be determined by determining specifications of an engine, a generator, an electric motor, a planetary gear mechanism, a boost converter, an inverter for a generator, an inverter for an electric motor, and the like, and performing an experiment or the like.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン22と、エンジン22を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26に複数のピニオンギヤを連結したキャリアが接続されると共に駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸32にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸32に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するインバータ41,42と、インバータ41,42をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ50と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、インバータ41,42が接続された電力ライン(以下、高電圧系電力ラインという)54aとバッテリ50が接続された電力ライン(以下、電池電圧系電力ラインという)54bとに接続されて高電圧系電力ライン54aの電圧VHを電池電圧系電力ライン54bの電圧VL以上の範囲内で調整すると共に高電圧系電力ライン54aと低電圧系電力ライン54bとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ55と、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ57と、電池電圧系電力ライン54bの正極母線と負極母線と似接続された平滑用のコンデンサ58と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
モータMG1およびモータMG2は、いずれも永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ41,42は、図2のモータMG1,MG2を含む電機駆動系の構成図に示すように、6つのトランジスタT11〜T16,T21〜26と、トランジスタT11〜T16,T21〜T26に逆方向に並列接続された6つのダイオードD11〜D16,D21〜D26と、により構成されている。トランジスタT11〜T16,T21〜T26は、それぞれ高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう2個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータMG1,MG2の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線との間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタT11〜T16,T21〜T26のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータMG1,MG2を回転駆動することができる。インバータ41,42は、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とを共用しているから、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。
Each of the motor MG1 and the motor MG2 is configured as a known synchronous generator motor including a rotor in which a permanent magnet is embedded and a stator around which a three-phase coil is wound. As shown in the block diagram of the electric drive system including the motors MG1 and MG2 in FIG. 2, the
モータECU40は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他にROMやRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流,インバータ41,42に取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜26へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
The
昇圧コンバータ55は、図2に示すように、2つのトランジスタT31,T32とトランジスタT31,T32に逆方向に並列接続された2つのダイオードD31,D32とリアクトルLとからなる昇圧コンバータとして構成されている。2つのトランジスタT31,T32は、それぞれ高電圧系電力ライン54aの正極母線と高電圧系電力ライン54aおよび電池電圧系電力ライン54bの負極母線とに接続されており、その接続点にリアクトルLが接続されている。また、リアクトルLと高電圧系電力ライン54aおよび電池電圧系電力ライン54bの負極母線とにはそれぞれ高圧バッテリ50の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタT31,T32をオンオフ制御することにより、電池電圧系電力ライン54bの電力を昇圧して高電圧系電力ライン54aに供給したり、高電圧系電力ライン54aの電力を降圧して電池電圧系電力ライン54bに供給したりすることができる。
As shown in FIG. 2, the
バッテリECU52は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他にROMやRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電池電圧系電力ライン54bに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいてバッテリ50に蓄えられている蓄電量の全容量(蓄電容量)に対する割合である蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算したりしている。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
The battery ECU 52 is configured as a microprocessor centered on a CPU (not shown), and includes a ROM, a RAM, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. In the battery ECU 52, signals necessary for managing the
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、コンデンサ57の端子間に取り付けられた電圧センサ57aからのコンデンサ57の電圧(高電圧系電力ライン54aの電圧)VHやコンデンサ58の端子間に取り付けられた電圧センサ58aからのコンデンサ58の電圧(電池電圧系電力ライン54bの電圧)VL,イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,バッテリ50の蓄電割合SOCが電動走行を許可する蓄電割合の範囲の下限値として予め設定された下限割合Sminに至るまでエンジン22の運転を停止した状態でモータMG2からの動力だけで走行する電動走行を指示するEVスイッチ89からのEVスイッチ信号EVSWなどが入力ポートを介して入力されており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、昇圧コンバータ55のトランジスタT31,T32へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸32に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力を駆動軸32に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。ここで、エンジン運転モードは、エンジン22の運転とモータMG1,MG2の駆動を伴うことから、ハイブリッドモード(HVモード)とも称し、モータ運転モードは、エンジン22の運転を停止した状態でモータMG2からの動力だけで走行することから、電動走行モード(EVモード)と称する。
The
エンジン運転モード(HVモード)では、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクTr*を設定し、設定した要求トルクTr*に駆動軸32の回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算すると共に計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて得られるバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じてエンジン22から出力すべきパワーとしての要求パワーPe*を設定し、要求パワーPe*を効率よくエンジン22から出力することができるエンジン22の回転数NeとトルクTeとの関係としての動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)を用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で、エンジン22を目標回転数Ne*で回転させるための回転数フィードバック制御によりモータMG1から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*を設定すると共にモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにプラネタリギヤ30を介して駆動軸32に作用するトルクを要求トルクTr*から減じてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。そして、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによってエンジン22が運転されるようエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜T26のスイッチング制御を行なう。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、モータMG1の回転数Nm1とトルク指令Tm1*とに基づいてモータMG1を駆動するのに必要な電圧とモータMG2の回転数Nm2とトルク指令Tm2*とに基づいてモータMG2を駆動するのに必要な電圧とのうち大きい方を高電圧系電力ライン54aの目標電圧VH*として設定し、高電圧系電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇圧コンバータ55のスイッチング素子Tr31,Tr32をスイッチング制御する。このエンジン運転モード(HVモード)では、エンジン22の要求パワーPe*がエンジン22を運転停止した方がよい値として定められた停止用閾値Pstop以下に至ったときなどにエンジン22の運転を停止してモータ運転モード(EVモード)に移行する。
In the engine operation mode (HV mode), the hybrid
モータ運転モード(EVモード)では、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクTr*を設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸32に出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してこれらをモータECU40に送信する。そして、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜26のスイッチング制御を行なう。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、モータMG2の回転数Nm2とトルク指令Tm2*とに基づいてモータMG2を駆動するのに必要な電圧を高電圧系電力ライン54aの目標電圧VH*として設定し、高電圧系電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇圧コンバータ55のスイッチング素子Tr31,Tr32をスイッチング制御する。このモータ運転モード(EVモード)では、要求トルクTr*に駆動軸32の回転数Nrを乗じて得られる走行用パワーPdrv*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*を減じて得られるエンジン22の要求パワーPe*がエンジン22を始動した方がよい値として定められた始動用閾値Pstart以上に至ったときなどにエンジン22を始動してエンジン運転モード(HVモード)に移行する。
In the motor operation mode (EV mode), the hybrid
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にモータ運転モードにより電動走行しているときにモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VHより高くなったときの動作について説明する。図3は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるモータ走行制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、モータ運転モードにより電動走行している最中は所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, when the back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 becomes higher than the voltage VH of the high voltage
モータ走行制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accやブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,電圧センサ57aからの高電圧系電力ライン54aの電圧VH,車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51cにより検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
When the motor travel control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪38a,38bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図4に要求トルク設定用マップの一例を示す。
When the data is input in this way, the torque required for the vehicle is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the
次に、バッテリ50の入出力制限Win,WoutをモータMG2の回転数Nm2で割ることによりトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(1)および式(2)により計算すると共に(ステップS120)、設定した要求トルクTr*をモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpとして設定し(ステップS130)、計算したトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値としてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS140)。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*を、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。
Next, by dividing the input / output limits Win and Wout of the
Tmin=Win/Nm2 (1)
Tmax=Wout/Nm2 (2)
Tmin = Win / Nm2 (1)
Tmax = Wout / Nm2 (2)
次に、モータMG2の回転数Nm2とトルク指令Tm2*とに基づいて高電圧系電力ライン54aの電圧VHの目標値としての目標電圧VH*を設定すると共に(ステップS150)、モータMG1の回転数Nm1に基づいてモータMG1の逆起電圧Vmg1を設定する(ステップS160)。ここで、目標電圧VH*は、モータMG2の回転数Nm2が大きいほど高くなる傾向とトルク指令Tm2*が大きくなるほど高くなる傾向とを有し、モータMG2を駆動できる範囲内で可能な限り低い電圧として設定される。実施例では、モータMG2の回転数Nm2とトルク指令Tm2*と目標電圧VH*との関係を予め定めて目標電圧設定用マップとしてROM74に記憶しておき、モータMG2の回転数Nm2とトルク指令Tm2*とが与えられるとマップから対応する目標電圧VH*を導出して設定するものとした。目標電圧VH*が設定されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される図示しない昇圧制御ルーチンにより、高電圧系電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇圧コンバータ55のスイッチング素子Tr31,Tr32が制御される。また、モータMG1の逆起電圧Vmg1は、モータMG1の回転数Nm1により求めることができる。実施例では、モータMG1の回転数Nm1と逆起電圧Vmg1との関係を調べて逆起電圧設定用マップとしてROM74に記憶しておき、モータMG1の回転数Nm1が与えられるとマップから対応する逆起電圧Vmg1を導出して設定するものとした。
Next, the target voltage VH * as a target value of the voltage VH of the high voltage
続いて、設定したモータMG1の逆起電圧Vmg1を高電圧系電力ライン54aの電圧VHと比較し(ステップS170)、モータMG1の逆起電圧Vmg1が電圧VH未満のときには、モータMG1を駆動するインバータ41をゲート遮断するゲート遮断指令とモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40へ送信し(ステップS250)、このルーチンを終了する。インバータ41のゲート遮断指令とトルク指令Tm2*とを受信したモータECU40は、インバータ41をゲート遮断すると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このように、モータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH未満のときには、モータMG1の逆起電圧Vmg1に起因する電流が高電圧系電力ライン54aに流れないため、インバータ41をゲート遮断することにより、モータMG1に対する弱め界磁制御を実行せずに電力消費を抑制することができる。
Subsequently, the set back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is compared with the voltage VH of the high voltage
ステップS170でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であると判定されたときには、車両の状態が制動力を出力して走行している回生状態であるか駆動力を出力して走行している力行状態であるを調べる(ステップS180)。ここで、車両の状態が回生状態である力行状態であるかは、要求トルクTr*が負の値であるか正の値であるかにより判定することができる。車両の状態が回生状態であるときには、バッテリ50に充電可能であるか否かをバッテリ50の入力制限Winや蓄電割合SOCに基づいて判定し(ステップS190)、バッテリ50が充電可能な状態であるときには、モータMG1を駆動するインバータ41をゲート遮断するゲート遮断指令とモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40へ送信して(ステップS250)、このルーチンを終了し、バッテリ50が充電可能な状態ではないときには、モータMG1のトルク指令Tm1*を値0に設定し設定したモータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40へ送信し(ステップS260)、このルーチンを終了する。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1に対して値0のトルクで駆動する制御、即ち弱め界磁制御を行なうようインバータ41のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうと共に、トルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このように、車両が回生状態でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上でありバッテリ50の入力制限Winが小さかったり蓄電割合SOCが大きかったりして充電できないときには、モータMG1に対して弱め界磁制御を行なうことにより、モータMG1の逆起電圧Vmg1に起因する電流が高電圧系電力ライン54aに流れるのを防止することができる。
When it is determined in step S170 that the back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is equal to or higher than the voltage VH of the high voltage
ステップS180で車両の状態が駆動力を出力して走行している力行状態であると判定されたときには、安定してインバータ41,42をゲート遮断するためにモータMG1の逆起電圧Vmg1にマージン電圧を加えてモータMG1のインバータ41をゲート遮断することができる電圧としての必要電圧VH2を設定し(ステップS200)、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを必要電圧VH2に昇圧することにより増加する消費電力としての増加電力dlossVとインバータ41をゲート遮断することにより減少する消費電力としての減少電力dlossGと設定する(ステップS210)。ここで、マージン電圧としては、例えば、高電圧系電力ライン54aの許容最大電圧の1%〜数%程度の値を用いることができるが、マージン電圧として値0を用いても構わない。この場合、必要電圧VH2はモータMG1の逆起電圧Vmg1となり、モータMG1の逆起電圧Vmg1が変動するときには若干の安定性に欠けるものとなる。増加電力dlossVは、実施例では、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを必要電圧VH2に昇圧したときに消費電力が増加するときに正の値となる電力であり、必要電圧VH2から高電圧系電力ライン54aの電圧VHを減じて得られる差電圧ΔV(VH2−VH)と昇圧コンバータ55に流れる電流と増加電力dlossVとの関係を予め求めて増加電力設定用マップとしてROM74に記憶しておき、差電圧ΔV(VH2−VH)と昇圧コンバータ55に流れる電流とが与えられるとマップから対応する増加電力dlossVを導出して設定するものとした。差電圧ΔV(VH2−VH)と昇圧コンバータ55に流れる電流と増加電力dlossVとの関係の一例を図5に示す。図示するように、増加電力dlossVは、実施例では、差電圧ΔV(VH2−VH)が大きいほど大きくなる傾向に且つ昇圧コンバータ55に流れる電流が大きいほど大きくなる傾向に設定される。減少電力dlossGは、実施例では、モータMG1のインバータ41をゲート遮断することにより消費電力が減少するときに負の値となる電力であり、モータMG1の回転数Nm1と減少電力dlossGとの関係を予め求めて減少電力設定用マップとしてROM74に記憶しておき、モータMG1の回転数Nm1が与えられるとマップから対応する減少電力dlossGを導出して設定するものとした。モータMG1の回転数Nm1と減少電力dlossGとの関係の一例を図6に示す。図示するように、減少電力dlossGは、実施例では、モータMG1の回転数Nm1が大きいほどその絶対値が大きくなる傾向に設定される。なお、増加電力dlossVや減少電力dlossGは、エンジン22やモータMG1,MG2,プラネタリギヤ30,バッテリ50,昇圧コンバータ55,インバータ41,42の仕様によって変化するものであるから、これらの諸元を定めて実験などによりその関係を求める必要がある。
When it is determined in step S180 that the state of the vehicle is a power running state in which driving force is output and traveling, a margin voltage is added to the counter electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 in order to stably shut off the
こうして増加電力dlossVと減少電力dlossGとを設定すると、増加電力dlossVと減少電力dlossGとの和として判定用電力dlossを計算し(ステップS220)、計算した判定用電力dlossが値0以上であるか否かを判定し(ステップS230)、判定用電力dlossが値0以上のときには、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを必要電圧VH2まで昇圧してインバータ41をゲート遮断するよりモータMG1に対して弱め界磁制御を行なう方がエネルギ効率が高いと判断し、モータMG1のトルク指令Tm1*を値0に設定し設定したモータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40へ送信し(ステップS260)、このルーチンを終了する。このように、車両が力行状態でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であるときに判定用電力dlossが値0以上のときには、目標電圧VH*を変更することなく、モータMG1に対して弱め界磁制御を行なうことにより、モータMG1の逆起電圧Vmg1に起因する電流が高電圧系電力ライン54aに流れるのを防止するのである。
When the increased power dlossV and the decreased power dlossG are thus set, the determination power dloss is calculated as the sum of the increased power dlossV and the decreased power dlossG (step S220), and whether or not the calculated determination power dloss is greater than or equal to 0. (Step S230), and when the determination power dloss is greater than or equal to 0, the voltage VH of the high voltage
一方、ステップS230で判定用電力dlossが値0未満であると判定されると、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを必要電圧VH2まで昇圧してインバータ41をゲート遮断する方がモータMG1に対して弱め界磁制御を行なうよりエネルギ効率が高いと判断し、必要電圧VH2を新たな目標電圧VH*として目標電圧VH*を変更すると共に(ステップS240)、モータMG1を駆動するインバータ41をゲート遮断するゲート遮断指令とモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40へ送信して(ステップS250)、このルーチンを終了する。このように、車両が力行状態でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であるときに判定用電力dlossが値0未満のときには、目標電圧VH*を必要電圧VH2に変更し、インバータ41をゲート遮断することにより、モータMG1に対する弱め界磁制御を実行せずに電力消費を抑制するのである。
On the other hand, if it is determined in step S230 that the determination power loss is less than 0, it is better to boost the voltage VH of the high voltage
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、モータ運転モードで走行する電動走行している最中に、車両が力行状態でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であるときには、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを必要電圧VH2に昇圧することにより増加する消費電力としての増加電力dlossVとインバータ41をゲート遮断することにより減少する消費電力としての減少電力dlossGとの和として判定用電力dlossを計算し、判定用電力dlossが値0未満のときには目標電圧VH*を必要電圧VH2に変更すると共にモータMG1のインバータ41をゲート遮断し、判定用電力dlossが値0以上のときには目標電圧VH*を変更せずにモータMG1に対して弱め界磁制御を実行することにより、電動走行している最中に車両が力行状態であるときでも、モータMG1のインバータ41をゲート遮断して車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。もとより、モータ運転モードで走行する電動走行している最中に、車両が回生状態でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であるときには、バッテリ50が充電可能なときにはモータMG1のインバータ41をゲート遮断し、バッテリ50が充電可能ではないときにはモータMG1に対して弱め界磁制御を実行するから、電動走行している最中に車両が回生状態であるときの車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。
According to the
実施例では、インバータ41のダイオードD1〜D6が全波整流回路として機能するものとしたが、特にこれに限られず、例えば半波整流回路として機能するものとしてもよい。こうしても、モータMG1で生じる逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であるときであってもモータMG1での弱め界磁制御を実行しないことにより、電力の消費が抑制可能であるため、車両のエネルギ効率をより高めることができる。
In the embodiment, the diodes D1 to D6 of the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、プラネタリギヤ30が「遊星歯車機構」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、インバータ41が「発電機用インバータ」に相当し、インバータ42が「電動機用インバータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、昇圧コンバータ55が「昇圧コンバータ」に相当し、図3のモータ走行制御ルーチンを実行すると共に高電圧系電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇圧コンバータ55を制御するハイブリッド用電子制御ユニット70とモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信してモータMG1,MG2を駆動するモータECU40とエンジン22を制御するエンジンECU24とが「制御手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、32 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、54a 高電圧系電力ライン、54b 電池電圧系電力ライン、55 昇圧コンバータ、57,58 コンデンサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、89 EVスイッチ、D11〜D16,D21〜D26,D31,D32 ダイオード、L リアクトル、MG1,MG2 モータ、T11〜T16,T21〜T26,T31,T32 トランジスタ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 32 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 Battery, 54a High voltage system power line, 54b Battery voltage system power line, 55 Boost converter, 57, 58 Capacitor, 70 Hybrid electronic control unit (HVECU), 80 Ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 8 the vehicle speed sensor, 89 EV switch, D11~D16, D21~D26, D31, D32 diodes, L reactor, MG1, MG2 motor, T11~T16, T21~T26, T31, T32 transistor.
Claims (1)
前記制御手段は、
前記電動機からの動力だけで走行している最中に前記発電機の逆起電圧が前記駆動電圧系の電圧よりも高いとき、
車両が回生状態であると共に前記バッテリが充電可能な状態であるときには、前記発電機用インバータをゲート遮断するよう該発電機用インバータを制御し、
車両は回生状態であるが前記バッテリは充電可能な状態ではないときには、前記発電機が弱め界磁処理されるよう前記発電機用インバータを制御し、
車両が力行状態であるときには、前記駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧に昇圧することによって増加する消費電力としての増加電力と前記発電機用インバータをゲート遮断することにより減少する消費電力としての減少電力との和として判定用電力を計算し、前記前記判定用電力が値0未満となるときには前記駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧となるよう前記昇圧コンバータを制御すると共に前記発電機用インバータをゲート遮断するよう前記発電機用インバータを制御し、前記前記判定用電力が値0以上となるときには前記発電機が弱め界磁処理されるよう前記発電機用インバータを制御する、
手段である、
ことを特徴とするハイブリッド車。 An engine, a generator, a drive shaft connected to an axle, a planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to three axes of an output shaft of the engine and a rotating shaft of the generator, and connected to the drive shaft A motor, an inverter for a generator for driving the generator, an inverter for a motor for driving the motor, a battery, a battery voltage system to which the battery is connected, the inverter for the generator, and the Connected to a drive voltage system to which an inverter for an electric motor is connected, adjusts the voltage of the drive voltage system to be higher than the voltage of the battery voltage system, and exchanges power between the battery voltage system and the drive voltage system. A boost converter to perform, an operation point of the engine, a torque command of the motor, and a torque command of the generator so as to travel with charging and discharging of the battery In the hybrid vehicle by setting the voltage of the serial driving voltage system and a control means for controlling said boost converter and the generator and the engine and the electric motor,
The control means includes
When the counter electromotive voltage of the generator is higher than the voltage of the drive voltage system while traveling only with power from the electric motor,
When the vehicle is in a regenerative state and the battery is in a chargeable state, the generator inverter is controlled to gate the generator inverter;
When the vehicle is in a regenerative state but the battery is not in a rechargeable state, the generator inverter is controlled to be subjected to field-weakening processing,
When the vehicle is in a power running state, the increased power as the power consumption increased by boosting the voltage of the drive voltage system to a voltage that can be gated off, and the consumption reduced by gate shutting off the generator inverter The determination power is calculated as the sum of the reduced power as the power, and the boost converter is controlled so that the voltage of the drive voltage system can be cut off when the determination power is less than 0. And the generator inverter is controlled so that the generator inverter is gate-cut, and the generator inverter is subjected to field-weakening processing when the power for determination becomes 0 or more. Control,
Means,
A hybrid vehicle characterized by that.
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---|---|---|---|
JP2011275975A JP2013124084A (en) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Hybrid vehicle |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017159688A (en) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle |
JP7374203B2 (en) | 2019-02-26 | 2023-11-06 | サフラン・ヘリコプター・エンジンズ | Hybrid electric propulsion architectures and methods for dissipating electrical energy in such architectures |
-
2011
- 2011-12-16 JP JP2011275975A patent/JP2013124084A/en active Pending
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